변압기 설계(CAD이용)

소개글

변압기 설계

목차

1. 변압기 구조

2. 설계사양

3. 장하 분배법

4. 장하분배법을 이용한 변압기 설계
4-1 장하의 분배
4-2 비장하와 주요치수
4-3 권선의 치수

5. 전압변동률
5-1 권선 저항의 계산
5-2 누설리액턴스 계산

6. 손실과 효율
6-1 동손(부하손)
6-2 철손(무부하손)

7. 온도상승
7-1 동 중량
7-2 유량

8. 참고문헌

9. 캐드 설계도면

본문내용

1. 변압기 구조

구조 : 코어를 감는 방식에 따라 내철형 방식과 외철형 방식으로 나뉘며 저압측에 비해 고압측 코일은 도체의 단면적이 적고, 더 많은 권수를 갖는다.


- 내철형(Core Type): 1차와 2차 코일이 서로 다른 위치에 감겨있다. 1차와 2차측 권선이 멀리 떨어져 있으므로 고압용에 적합

- 외철형(Shell Type): 1차와 2차 코일이 함께 감겨있다.
외철형은 누설자속이 적다.

3. 장하 분배 법

기존의 장하 분배 기준을 이용하여 위의 설계사양으로 변압기를 설계하고자 한다.
설계 하고자 하는 변압기는 2각 단상 내철형으로 기본적 형태는 다음 그림과 같다. 매 각의 용량 S와 비용량을 각각 아래의 식으로 정의 한다.

여기서 이고, A = AT이다.
비용량은 전류와 자속량의 곱으로 표현되며, 이는 다시 전기장하A와 자기장하Ø로 표현할 수 있다. 즉 전기기기의 비용량은 전기장하와 자기장하의 곱에 비례하게 된다.


변압기 설계에 있어서 전기장하 또는 자기장하 중 어느 한 쪽을 구하면 다른 쪽은 식에 의해서 구해진다. 이 때 자기장하는 기준자기장하와 장하분배정수의 함수로 표현할 수 있으며 식은 다음과 같다.

<중 략>

4-3 권선의 치수

소형 변압기에서는 둥근선 또는 평각선에 의한 레이어(Layer) 권선이 사용되고, 권선치수를 결정하는데는 철심의 창 치수를 고려해서 동선의 치수, 층수, 1층의 권횟수 등의 조정이 필요하다. 1차 및 2차 동선의 전류밀도를 각각⊿1=2.9[A/mm2], ⊿2=2.5[A/mm2]로 하면, 1차 동선단면적q1 및 동선의 직경 d1은,

2차 동선단면적q₂는

▻1차 2차 권선의 높이와 폭은 다음 표와 같이 구해진다

동선에는 절연두께를 더해 높이에 대한 계산은 감기 시작한 전과 감기가 끝난 점의 중복이 있기 때문에 권 횟수+1회로 계산하고, 실 제작시에는 층간절연재료 등의 기타 할증량을 감안해야 한다.

참고 자료

1. 네이버 백과사전 - http://100.naver.com/
2. 전기기기 - 맥그로힐
3. 전기 설계학 p15~p24 , p237~286
4. 에너지 관리공단, “에너지절약 기술정보(2000. 11)”, 전력용 변압기의 새로운 변화 p130~133
5. 이승원, 이윤종 “전기기기”, 문운당
6. 임달호, “전기계의 유한 요소법”동명출판사
7. PETERRYFF,"전기기계“, 청문각
8. 임달호 외, AMORPHOUS TRANSFORMER의 철손 해석, “전기학회학술대화 논문집”(1993. 11),p63~65
9. 박광현 외 “변압기 기술백과”겸지사
10. Amorphous core를 이용한 단상 변압기 설계 및 수치 해석.
<논문> 국회 도서관 , 장성표
발행사항 : 군산대 산업대학원 (2006. 08)
석사 : 전기공학.